后石油時(shí)代的生物材料——聚乳酸（PLA）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)生活品質(zhì)的提升，導(dǎo)致地球資源嚴(yán)重開(kāi)發(fā)，全球氣候變暖和石油資源枯竭等環(huán)境和能源問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻，尤其是利用石油等資源合成的高分子化合物制品，造成的白色污染和微塑料顆粒污染問(wèn)題也日益凸顯，對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境和身體健康帶來(lái)了嚴(yán)重影響。

因此，近年來(lái)，非石油基可降解材料越來(lái)越受到人們的關(guān)注。在眾多的可生物降解材料中，聚乳酸作為一種新型環(huán)境友好型高分子材料，逐步受到人們的重視。
一、聚乳酸簡(jiǎn)介
聚乳酸（Polylactic acid，PLA），又稱(chēng)為聚丙交酯，原料來(lái)源于玉米、薯類(lèi)等含淀粉的糧食類(lèi)作物或農(nóng)作物秸稈纖維素，經(jīng)現(xiàn)代生物發(fā)酵技術(shù)制取高純度的人體所含有的小分子乳酸，然后將乳酸制備成環(huán)狀二聚體丙交酯，再將丙交酯開(kāi)環(huán)聚合得到的一種高分子材料。

由于其具有可靠的生物安全性、生物可降解性、環(huán)境友好性、良好的力學(xué)性能及易于加工成形等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)用高分子、紡織、塑料、家具、農(nóng)業(yè)和包裝等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。
PLA原料來(lái)源充分且可再生，由其制成的產(chǎn)品廢棄后可直接進(jìn)行堆肥處理，最終可完全降解成CO2和H?O，重新進(jìn)入植物的光合作用，實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此聚乳酸是環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展的高分子材料。

二、聚乳酸應(yīng)用領(lǐng)域

聚乳酸具有優(yōu)良的物理特性和廣泛的用途，能適用于擠出、紡絲、注塑、吹塑、吸塑等成型工藝，可制取聚乳酸纖維、聚乳酸聚酯制品、3D打印材料及其延伸系列產(chǎn)品。
（一）聚乳酸纖維可應(yīng)用于服裝、家紡等領(lǐng)域，具有環(huán)保、親膚、透氣、抗菌、防螨、難燃、不回潮等特點(diǎn)。主要應(yīng)用：

①、生產(chǎn)聚乳酸紗線，經(jīng)紡織后制取高檔面料，并可加工成各種款式的服飾、床上用品、窗簾、地毯、毛巾等服裝、家裝、家紡和工業(yè)用布等產(chǎn)品；

②、生產(chǎn)聚乳酸無(wú)紡布，用于制作紙尿褲、衛(wèi)生巾、護(hù)理墊、醫(yī)用敷料、面膜和工業(yè)用過(guò)濾材料等產(chǎn)品；

③、生產(chǎn)聚乳酸煙用絲束，替代目前以二醋酸纖維為主要原料制取的煙用過(guò)濾嘴內(nèi)部過(guò)濾用的煙用絲束。
（二）聚乳酸聚酯材料可替代石油基塑料（PE聚乙烯、PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯等），具有環(huán)保、無(wú)毒、可降解等特點(diǎn)。主要應(yīng)用：

①、家用塑料制品，如杯、盤(pán)、盒、瓶、碗、碟、刀叉等；

②、工程塑料制品（如車(chē)、船、飛機(jī)內(nèi)飾及零部件等）、電氣用塑料制品（如手機(jī)外殼、空調(diào)外殼、電腦外殼等）；

③、膜袋類(lèi)制品，如塑料袋、農(nóng)地膜、包裝膜等；④醫(yī)用材料制品，如手術(shù)縫合線、體內(nèi)支架、骨釘?shù)取?/span>

（三）利用聚乳酸作為粘合劑生產(chǎn)不含雙酚A，不含甲醛的環(huán)保木板材制品，廣泛用于室內(nèi)外裝飾、家具制造、辦公家具、課桌椅等。

三、聚乳酸性能優(yōu)越性
聚乳酸與傳統(tǒng)的聚酯以及棉等天然纖維相比，具有環(huán)保、無(wú)毒、可降解；抑菌、抗螨、防過(guò)敏；親膚、難燃、不回潮，以及抗紫外線等優(yōu)越性能。

聚乳酸纖維具有優(yōu)良的物理特性和廣泛的用途，其織物尺寸穩(wěn)定性好，且集棉的舒適、粘膠的懸垂、滌綸的強(qiáng)度和真絲的手感于一身，服用性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于服裝、家紡、衛(wèi)材等領(lǐng)域，是目前最具發(fā)展前景的“綠色纖維”。

（一）環(huán)保降解性能聚乳酸產(chǎn)品廢棄物在工業(yè)堆肥條件下（溫度58℃、濕度98%和微生物條件）3~6個(gè)月，自然環(huán)境下1~2年即可完全分解為二氧化碳和水，具有十分良好的環(huán)保效果。聚乳酸產(chǎn)品來(lái)源于自然，回歸于自然，其產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，也是解決白色污染的有效途徑之一，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

（二）安全性能由于聚乳酸降解產(chǎn)物乳酸是人體所含有的物質(zhì)，其能參與代謝，最終分解為二氧化碳和水，所以對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生毒副作用，使用非常安全。聚乳酸已經(jīng)被用于醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等許多方面，如用作外科手術(shù)縫合線（1975年即問(wèn)世）、藥物緩釋系統(tǒng)、骨釘、組織支架以及繃帶、紗布等醫(yī)用衛(wèi)材方面。

（三）抑菌抗螨性能由于聚乳酸是由乳酸聚合而成，材料表面呈弱酸性，會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)，因此，其具有天然穩(wěn)定的抑菌和抗螨效果。根據(jù)國(guó)家生態(tài)紡織品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，聚乳酸制品對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等的抑制率大于90%。另外，經(jīng)國(guó)際權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)SGS測(cè)試驗(yàn)證聚乳酸也具有極強(qiáng)的防螨效果。因此，聚乳酸特別適合用作床上用品與醫(yī)療衛(wèi)生用品，如被絮、衛(wèi)生巾，護(hù)墊、紙尿褲、醫(yī)用紗布、繃帶、敷料、醫(yī)用床單等。

（四）不回潮、導(dǎo)濕透氣性能PLA的公定回潮率為0.6%，與棉的8.5%、粘膠的13%相比，屬不回潮，但其具有獨(dú)特的芯吸效應(yīng)，織物具有良好的導(dǎo)濕快干功能且透氣性好，人體出汗后衣服不會(huì)像棉一樣粘貼在皮膚上使人難受，而是能將汗水導(dǎo)出，讓人舒適。另外，PLA材料表面呈弱酸性，健康人的皮膚也呈弱酸性，因此，其與人體相容性好，親膚性佳，不會(huì)引起皮膚過(guò)敏，特別適合用作床上用品、運(yùn)動(dòng)服飾等產(chǎn)品。

（五）難燃、少煙性能與傳統(tǒng)材料相比，聚乳酸具有難燃（極限氧指數(shù)接近于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻燃性纖維28%~30%的要求），即使燃燒但發(fā)煙量小、無(wú)黑煙的優(yōu)點(diǎn)，因此，特別適合于用作地毯、窗簾、墻布等家裝用品與公共場(chǎng)所的裝飾材料等。

（六）抗紫外線性能PLA纖維中含有大量的C - H、C - C 鍵，它們只吸收波長(zhǎng)小于290 nm的光線，而照在地球表面的紫外線的波長(zhǎng)一般大于290 nm，因此，PLA纖維具有良好的耐紫外線性能，比棉、羊毛、蠶絲以及滌綸、錦綸都要好，在日照500小時(shí)后，仍能保持90 % 的強(qiáng)力，特別用于生產(chǎn)防曬服等戶外服飾。

四、聚乳酸產(chǎn)品及應(yīng)用

（一）聚乳酸纖維
1、有紡聚乳酸短纖維紡紗，可以純紡，也可以與棉、竹纖維、再生纖維素纖維等進(jìn)行混紡。另外，紗線可以強(qiáng)捻，也可以進(jìn)行倍捻生產(chǎn)股線，紗線指標(biāo)參照棉紗標(biāo)準(zhǔn)，可以達(dá)到優(yōu)等品級(jí)別。紡制的聚乳酸紗線，以及長(zhǎng)絲可以生產(chǎn)針織和梭織面料，經(jīng)染整后，制作聚乳酸襯衫、內(nèi)衣、T恤、運(yùn)動(dòng)服、家居服、迷彩服、夏涼被、冬被、床品四件套、枕頭、羊絨衫、襪子，以及窗簾、沙發(fā)、汽車(chē)內(nèi)飾等服裝用、裝飾用產(chǎn)品。

①、聚乳酸纖維、紗線、長(zhǎng)絲

②、聚乳酸紡織類(lèi)產(chǎn)品包括聚乳酸襪子、聚乳酸內(nèi)衣、聚乳酸運(yùn)動(dòng)休閑服、聚乳酸牛仔褲、聚乳酸羊絨衫、聚乳酸窗簾、聚乳酸地毯等。

2、無(wú)紡利用單組份纖維或雙組份復(fù)合纖維（高、低熔點(diǎn)的聚乳酸復(fù)合）采用純的或混合的方式，通過(guò)不同的加工工藝制作水刺無(wú)紡布、針刺無(wú)紡布、熱風(fēng)無(wú)紡布和熱軋無(wú)紡布，用于制作紙尿褲、衛(wèi)生巾、護(hù)理墊、醫(yī)用敷料、面膜、濕巾、干濕巾和過(guò)濾材料等產(chǎn)品。

3、其他應(yīng)用方式
聚乳酸絲束可直接加工成濾棒，用于替代目前以二醋酸纖維為主要原料生產(chǎn)的煙用過(guò)濾嘴；用于新型加熱不燃燒卷煙的復(fù)合嘴棒成分之一；另外，可以開(kāi)發(fā)聚乳酸中空嘴棒。聚乳酸纖維可直接作為填充物，制作抱枕、靠枕、保暖衣服、毛絨玩具等產(chǎn)品；用于制作枕芯、被芯生產(chǎn)枕頭、床墊、被服等產(chǎn)品。

還可以生產(chǎn)直立棉、水洗棉，作為保暖材料用。聚乳酸超短纖維（3mm、6mm）還可添加于紙漿中生產(chǎn)各種紙類(lèi)產(chǎn)品。聚乳酸BCF膨體長(zhǎng)絲可以直接用來(lái)織造地毯、掛毯等產(chǎn)品。

（二）、聚乳酸聚酯聚乳酸因其光澤性佳、透明性高，可應(yīng)用于包裝材料和日用、商用領(lǐng)域，部分替代石化塑料。尤其是一次性塑料制品領(lǐng)域，其生物可降解性能，更符合現(xiàn)代化發(fā)展的綠色理念。
1、一次性塑料用品包括杯、盤(pán)、盒、刀叉、吸管等，以及保鮮膜、保鮮袋、購(gòu)物袋、食品包裝袋等。

2、家用塑料用品包括杯、盤(pán)、盒、瓶、碗、碟、刀叉等

3、工程塑料用品包括車(chē)、船、飛機(jī)內(nèi)飾及零部件等、電氣用塑料（手機(jī)外殼、空調(diào)外殼、電腦外殼等）。

（三）綠色板材

利用聚乳酸作為粘合劑生產(chǎn)的木塑材料不含雙酚A，不含甲醛（脲醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂），廣泛用于室內(nèi)外裝飾、家具制造、辦公家具、課桌椅等。

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